井巷工程课后习题及概念

井巷工程课后习题及概念1-1.岩石的可钻性和可爆性：表示钻眼和爆破岩石的难易程度,是岩石物理力学性质在钻眼爆破的具体条件下的综合反映.1-2.岩石工程分级的目的和意义:采掘工程要求对岩石进行定量区分，以便能正确地进行工准确地制定生产定额和材料消耗定额等。

表示方法：普氏分级法、煤炭部围岩分类法、松动圈分类法和围岩变形分类法。

1-3.坚固性系数：岩石破坏的相对难易程度，f=Rc/10.2-1. 爆炸三要素：反应的放热性，生成大量气体，反应和传播的快速性. 工业炸药：单质猛炸药（TNT、RDX、PETN）、硝铵类炸药（硝铵、铵油、高威硝铵）、水胶炸药、乳化炸药。

2-2氧平衡：氧平衡用来表示炸药内含氧量与充分氧化其可燃元素所需氧量之间的关系，通常用每克炸药不足或多余的氧的克数或百分数来表示.间隙效应：爆轰波在传播过程中，其高温高压爆轰气体使其前端间隙中的空气受到强烈压缩，从而在空气间隙内产生了超于爆轰波传播的空气波。

2-3. 微差爆破：利用毫秒或其他设备控制放炮的顺序，使每段之间只有几十毫秒的间隔。

破岩机理:应力波干涉假说、自由面假说、岩块碰撞假说、残余应力假说。

2-4. 光面爆破：在井巷掘进设计断面的轮廓线上布置间距较小、相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂缝，并沿各炮眼的连线——井巷轮廓线，将岩石崩落下来。

优点是掘出的巷道轮廓平整光洁，便于锚喷支护，岩帮裂隙少，稳定性高，超挖量小；成本低、工效高、质量好。

3-1.巷道分类：为开采水平服务的巷道、为采盘/区服务的巷道、为采煤工作面服务的巷道、联络巷、硐室、交岔点。

3-2. 巷道断面形状：矩形类，梯形类，拱形类，圆形类。

选择依据：主要应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质，作用在巷道上地压的大小和方向，巷道的用途及其服务年限，选用的支架材料和支护方式，巷道的掘进方式和采用的掘进设备等因素，也可参考邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。

3-3. 巷道断面设计的基本原则是：在满足安全和使用要求的条件下力求技术先进实用，并且尽量提高断面利用率，缩小断面降低造价便于快速施工。

巷道断面尺寸应满足的要求：巷道净断面必须满足行人、交通、通风、安全设施服务、设备安装、检修和施工的需要。

因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途，存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量及规格，人行道宽度和各种安全间隙，以及通过巷道的风量等。

3-4. 巷道超挖：巷道设计掘进断面尺寸加上允许的掘进超挖误差值δ（75mm），即可算出巷道计算掘进断面尺寸，因此计算布置锚杆的巷道周长，喷射混凝土周长和粉刷面积周长时，应比原设计净宽大2δ作为基础，以便保证巷道施工时材料应有的消耗量。

超挖部分需要额外消耗炸药和雷管、爆落的这部分岩石需要装运出去、超挖留下的凹陷部分需要支护材料补平，所以在人力、物力、财力和时间上造成了浪费。

4-1.掏槽眼：1.斜眼掏槽：适用于各种岩层，可充分利用自由面，逐步扩大爆破范围；掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道。

但因炮眼倾斜，掏槽眼深度受到巷道宽度的限制；碎石抛掷距离较大，易损设备和支护，掏槽眼角度不对称时尤其如此。

2.直眼掏槽：所有掏槽眼都垂直于工作面，各炮眼之间保持平行；炮眼深度受到巷道断面的限制，可用于深孔爆破，同时也便于使用高效凿岩机和凿岩台车打眼；炮眼间距离较近，其中每个得爆炸都可破坏两个间的岩石；另外其一般都有不装药的空眼起附加自由的作用。

缺点是凿岩工作量大，钻眼技术要求高需求雷管段数也多。

3.混合式掏槽：加强直眼掏槽的跑碴能力，提高炮眼利用率，以直眼掏槽为主并吸取斜眼掏槽的优点。

4-2.单炸耗q因素:炸药性能、岩石物理力学性质、自由面的大小和数目、炮眼直径和炮眼深度。

现在还没有精确计算单位炸药消耗量的方法，计算数据一般仅作参考，所以多按定额选用。

4-3.装药系数：装药长度与炮眼长度之比。

由于不同炮眼有着不同的爆破要求，对炸药量地用量也不尽相同，因此要采用不同的装药系数。

4-4. 爆破图表:炮眼布置图，爆破原始条件，炮眼布置参数，装药参数表，预期爆破效果和经济指标。

严格执行岗位责任制，按劳动效率，材料消耗，爆破效果全面检查，爆破表更符合实际。

4-5.提高装岩率：1.研制选用高效能装载机2.研究推广装岩运输机械化作业线，不断提高工时利用率，缩短装岩时间3.做好爆破工作4.发展一机多用设备5.加强装岩与排矸调车组织管理工作，提高司机技术严格执行岗位责任制保证稳压风压保证轨道质量加强调度工作等。

4-6.为什么要综合防尘？规定？措施？答：由于巷道掘进中不可避免地会产生大量的粉尘，工人长期在这种环境中粉尘在空气中浮游被人体吸入时间久了易患矽肺病，从而严重威胁工人的健康，所以为了改善工作环境，必须要实施综合防尘。

《煤炭安全规程》规定：井下所有工作地点的空气含尘量不得超过2mg/m³，入风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过0.5 mg/m³降尘、防尘措施：（l）湿式钻眼：严禁在没有防尘措施的情况下进行干式凿岩。

（2）喷雾、洒水：在爆破前用水冲洗岩帮，爆破后立即进行喷雾，装岩前要向岩堆上洒水。

（3）加强通风排尘：首先应在掘进巷通周围建立通风系统，以形成主风流，其次应在各作业点搞好局部通风工作，以便迅速把工作面的粉尘稀释并排到主回风流中去。

（4）加强个人防护：工人在工作面作业一定要戴防尘口罩。

（5）清扫落尘。

4-7.机械化掘进方案及前景：①以耙斗装载机、气腿式凿岩机为主的机械化作业线：在我国煤矿装备超过万台发挥着重要作用、是目前我国煤矿岩巷掘进中最常用的作业线，使用遍及全国大中小型矿井。

若在单个工序上进行工艺改革，岩巷掘进水平可提高100m以上，但与国外先进技术相比还有很大差距还有一定发展空间。

②侧卸装载机配全液压钻车作业线：其在我国岩巷掘进中取得了较好的成绩。

但目前岩石钻车的钻孔深度平均为2.1m，而深孔爆破的最佳效果是2.7m加长钻杆长度可实现掘进效率的进一步提高。

③全岩巷重型悬臂式掘进机掘进：其用于大断面的掘进在我国还处于试验阶段目前在我国遇到断层多地质条件复杂的岩层掘进效率低下。

④全断面岩巷掘进机：目前在我国大断面隧道掘进中已得到广泛应用，尤其是3km以上的大断面隧道。

但其设备成本及维修费用较高工程初期投入较大。

⑤全岩巷高效掘进技术：其当前配套设备品种规格少性能及质量水平不高使综合掘进效益上不去。

近期研制重点在于逐步推广单轨吊，体积小移动方便的除尘器，减少粉尘危害，提高电压等级解决长距离供电质量问题。

4-8.煤尘爆炸的机理：(1)煤本身是可燃物质，当它以粉末状态存在时，总表面积显著增加，吸氧和被氧化的能力大大增强，一旦遇见火源，氧化过程迅速展开；(2)当温度达到300～400℃时，煤的干馏现象急剧增强，放出大量的可燃性气体。

(3)形成的可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量，在尘粒周围形成活化中心，当活化中心的能量达到一定程度后，链反应过程开始，游离基迅速增加，发生了尘粒的闪燃；(4)闪燃所形成的热量传递给周围的尘粒，并使之参与链反应，导致燃烧过程急剧地循环进行临界条件下跳跃式转变为爆炸。

预防措施：降尘措施（煤层注水，水封爆破和水泡泥，减低浮尘和清扫落尘）、防止煤尘引燃、限制煤尘爆炸范围扩大5-1.采区巷道施工特点：易受瓦斯和煤尘威胁；掘进容易，维护困难、并且受到采动地压影响；通风和运输工作复杂；受褶皱、断层等构造影响，要加强定向工作；装煤工作量长需实现装煤机械化。

5-2.三小技术：小直径钻孔，小直径药卷，小直径钻杆。

提高掘进效率，节约耗药量，有效控制顶板破碎，巷道成型规则，节约支护材料提高掘进速度。

5-3.煤一岩巷？位置选择？岩层占整个掘进工作面积的1/5至4/5的巷道。

采石位置有：挑顶、卧底和挑顶兼卧底。

应综合考虑生产、施工和维护难易等选择合适的采石方式。

6-9.矿压观测：巷道表面位移监测、巷道顶板离层监测、深部围岩监测、锚杆与锚索受力监测。

主要仪器：伸缩式数显收敛仪、顶板离层指示仪、多点为以及、液压式锚杆测力计（或测力锚杆）。

6-10.锚注支护原理：利用锚杆注浆技术改变围岩松散破碎结构提高其粘结力内摩擦角和围岩的整体性，使围岩为锚杆提供可靠的着力基础。

具体：①注浆加固提高不连续面的强度刚度，进而提高岩体强度增加围岩自身承载能力。

②浆液在泵压作用下渗透充填裂隙；经挤压使一些充填不到的裂隙闭合降低岩体孔隙率改善应力分布状态提高围岩强度。

③注浆可有效封堵涌水通道，防止减少水对围岩的软化，避免围岩强度因水的影响大幅降低同时围岩注浆后封堵裂隙防止风化。

7-1.一次成巷：一次成巷是指把掘进与永久支护以及掘砌水沟三个分部工程视为一个整体，在一定距离内，按设计和质量标准要求，互相配合、前后连贯地最大限度地同时施工，一次做成巷道不留收尾工程。

作业方式：一次成巷（掘支平行作业、掘支顺序作业和掘支交替作业）和分次成巷。

选择：①除了工程上的特殊需要外一般不采用分次成巷。

实际施工中急需贯通的通风巷道可以采用分次成巷，先以小断面贯通解决通风问题，过段时间再刷大并进行永久支护。

在长施工距离贯通巷道时为了防止测量误差造成偏差，在贯通点附近先以小断面贯通，纠正偏差后再永久支护，巷道贯通点必须采用分次成巷；②掘、支平行作业施工最快，但工序间干扰多，故效率低费用高适用于围岩稳定断面大于8㎡要求快速施工的工程。

掘、支顺序作业和掘、支交替作业施工慢，但人工效率高，工序互不干扰适用于围岩稳定性差管理水平不高的队伍，宜采用掘、支顺序作业及条件允许时亦可采用掘.支交替作业。

7-2.编制岩巷施工循环图表：（1）确定日工作制度（2）确立作业方式（3）确定循环方式和循环进度（4）计算循环时间：T = 1.1（T1 + T2 + φ（t1 + t2）+ T3 + T4）式中，1.1是考虑备用时间而取的系数；T1为交接班时间一般取20分钟；T2为装岩时间，其中S表示巷道掘进断面积，L为炮眼平均深度η为炮眼利用率，K为岩石碎胀系数，P为装岩机实际生产能力，n为同时装岩的装岩机台数。

t1，t2分别为打上部眼和下部眼的时间，T2=SLηK/nP t1+t2=NL/MV其中N表示工作面炮眼总数；m为同时工作的凿岩机台数；V为凿岩机的实际平均钻速，m/min。

φ为钻眼、装岩不平行作业系数；T3为装药连线时间，其中，t为一个炮眼的装药时间，A为同时装药的工人组数T3=Nt/A。

T4为放炮通风时间，一般15~30min。

（5）最后根据以上循环时间编制循环图表。

7-3.正规循环作业是在掘进支护工作面上按照作业规程、爆破图表和循环图表的规定在一定时间内，以一定的人力、物力和技术装备，完成规定的全部工序和工作量，取得预期的进度并保证生产有节奏地周而复始地进行。